CTC与TDCS集中调度系统.doc

CTC/TDCS 集中调度系统3.1 CTC技术设备3.1.1 CTC技术设备对车站、区间、通信和信号设备的要求实施调度集中的必要条件是车站具备集中联锁（继电联锁和计算机联锁）、区间具备自动闭塞或自动站间闭塞。调度集中对车站实行分散自律控制时，联锁关系仍由车站联锁设备保证。实现各种功能时，应保证既有联锁关系的完整性。调度集中与车站联锁的接口，应按继电联锁和计算机联锁分类，采用统一标准。接口应不影响车站联锁的安全性。系统所需要现场信联闭设备信息均应从车站联锁设备以及TDCS系统获得。对TDCS系统未包含的信息，由调度集中扩充解决。调度集中不改变既有联锁场间（含独立车场、独立调车区、无联锁区）的联锁照查条件。调度集中在排列相关进路时，也必须受这些条件约束，相应操作通过调度中心或车站车务终端办理。调度集中应将统一调度区段内、同一联锁控制范围内所有车站（车场、线路所）的信号、联锁、闭塞设备纳入控制范围。单独设立的调车场、编组场控制设备原则上不纳入调度集中控制范围。调度集中的控制信息依据不同处理阶段分为计划、指令和命令三个层次。计划是指形成指令队列前处理阶段的信息；指令是指车站自律机储存的进路信息；命令是指车站自律机输出的进路操作信息。一个路局原则上设置一个调度中心系统，相临路局间按TDCS方式交换信息，采用TDCS统一时钟标准。系统应采用冗余技术、可靠性技术和网络安全技术，对于车站自律机还应采用故障-安全技术。通信系统是分散自律调度集中正常运用的重要基础，应满足分散自律调度集中对语音、数据通信的功能要求。调度员、司机、车站值班员之间必须具有良好可靠的语音通信；调度命令（含许可证等）、接车进路预告信息、调车作业通知单应可靠传送到机车；无线通信车载设备具备车次号校核、列车停稳、调车请求、信息回执等信息发送功能。调度集中区段的专用调车机车应配套无线调车机车信号和监控装置。3.1.2 CTC设备1、CTC的硬件结构控制中心主要由数据库服务器，CTC服务器（双机热备），通信前置服务器，大屏显示系统，行调工作站，助理调度员工作站，综合维修工作站，CTC维护工作站，网管工作站、打印设备，远程维护接入TDCS接口计算机，以及局域网等设备组成。数据库服务器一般是由2台高性能的64位RISC服务器和磁盘阵列构成，并安装有集群软件和商业数据库。所有数据全部写在共享磁盘阵列中，保证双机切换时的数据完整和一致（图3-1-1）。CTC服务器一般是由2台高性能服务器构成，2台服务器互为热备，为系统的稳定运行提供保障。CTC服务器是整个分散自律调度集中系统的核心，负责整个系统的数据收发、数据处理以及数据储存等工作。通信前置服务器一般是由2台高性能服务器构成，2台服务器互为热备。用于调度中心和车站子系统之间的数据交换。行调工作站一般是由2台安装了多屏卡的工作站构成。主要完成显现监控管辖区段范围内列车运行位置、指挥列车运行的功能（人工编制和调整列车运行计划、调度命令的下达、与相邻区段行调台交换信息），为CTC系统提供详细的列车会让方案，是分散自律调度集中系统完成自动控制功能的主要依据。图3-1-1 CTC控制中心硬件结构示意图助理调度员工作站一般是由高性能工作站构成，主要实现调度中心人工进路操作控制、闭塞办理、区段解锁、非常处理等功能。同时还可实现无人车站调车作业计划的编制、调整、指挥以及在自律约束条件下的调车进路人工办理等调车相关功能。CTC维护台一般是由高性能工作站构成，主要用于系统设置、调试和技术支持。在授权的情况下，具有远程维护与技术支持功能。同时具有监视系统运行状况的功能，对系统、现场设备运用情况，操作命令，报警信息进行记录、分析、回放、输出和打印。综合维修工作站是由高性能工作站构成，主要用于设备日常维护、“天窗”修、施工以及故障处理方面的登、销记手续办理，并具有设置临时限速，区间、股道封锁等功能。大屏显示系统是由高性能工业控制计算机、多串口卡、驱动卡、驱动分机构成，用于显示车站站场作业情况和区间列车运行情况等信息。通过观察大屏，行车调度指挥人员可以清晰地掌握各自负责的调度区段内列车或车列的运行情况。TDCS接口计算机是由工作站构成，通过USB接口与机房中的TDCS终端交换数据。网络设备主要包括2台高性能路由器、2台高性能交换机、网络协议转换器和网络防火墙。电源设备主要包括可以转换2路电源的电源屏和2台构成双机热备的10kVA不间断电源。车站系统主要设备包括车站自律机、车务终端、打印机、综合维修终端、电务维护终端、网络设备、电源设备、防雷设备、联锁系统接口设备和无线系统接口设备等。见图3-2-2。车务终端采用2台双机热备的低功耗工业控制计算机，主要完成运统报表的生成、站间透明的显示、车站调车作业计划的编制、调车进路的办理及其他控制操作。综合维修终端和电务维护终端（微机监测）采用低功耗工业控制机。网络设备一般包括2台路由器、2台集线器、2台网络协议（如G703/V.35，等）转换器。电源设备一般包括2台在线式不间断电源，为车务终端和车站自律机供电。车站自律机一般由具有高可靠性能的专用计算机和采控设备组成，并通过串口和无线车次号解码器、无线调度命令转接器进行连接。车站自律机主要完成列车自动进路控制以及按照列车控制执行计划、站细、行规及技规对列车进路和调车进路进行可靠分离控制。车站电源系统一般由电源防雷、UPS不间断电源、各电源模块及汇流排组成。首先从电源屏给出一个独立的电源，送至电源防雷箱，然后根据需要分成几路，其中一路送至UPS，经过UPS的净化后送至机柜，再经过总开关送至各层电源模块进行工作。图3-2-2 CTC车站系统主要设备2、车站自律系统一般结构车站自律分机系统一般要求为双机热备制式，A机和B机互为热备，各自有1套独立的主机、驱动及采集系统，双套系统对现场的信息处理互不干扰，并且自动切换。A、B分机通过采集系统及网络连接设备进行联络，以确定对方的工作状态。当只有1套机笼工作时，该机笼会自动处于主机工作状态。分机中的2个自律主机通过双网卡、双集线器、双路由器等与调度中心相连接，成为整个广域网中的2个节点，接收调度中心的控制命令、回送控制命令执行的结果及采集控制台的表示信息送至调度中心。另外，为了实现信息共享，自律分机采集的表示信息可以通过网络或串口传送给其他系统，如微机监测，同时自律分机又与车务终端进行联系，保证车务终端在遥控状态下可进行调车作业。采集系统中的采集板应具有自诊断（回采）功能，在程序运行后能自动识别该板的好坏。驱动系统中的输出板在发出某位命令时，也应具备自诊断（回采）功能，若该位出现故障主机板也同样能识别，从而提高了系统的可靠性、安全性、可维护性及可用性。自律主机是各分机的核心，一般采用高可靠的专用计算机，如某公司独立研制的ARC主机等。自律主机主要完成信息的处理、命令的发送、通信及自律逻辑分析处理等。3、通信网络一般结构（1）中心局域网网络体系结构及其可靠性分散自律调度集中的路局局域网一般采用10-100Mb/s自适应以太网，根据规模也可采用千兆以太网。为了保证网络工作的可靠性，通常采用双以太网的冗余结构，当网络出现单点故障时不影响设备的正常运行。中心局域网的网络体系结构通常采用交叉连接的星型结构，具有很高的可靠性，当网络出现单点故障时，不影响系统的正常运行。（2）广域网网络体系及其可靠性分散自律调度集中系统控制中心的2台交换机通过网络防火墙，分别连接到2台路由器上，再接到车站的广域网。调度所到车站的通道和车站间的通道可采用不同介质，如同轴电缆或光纤，目前一般采用64kb/s或2Mb/s光通道。每2个车站之间都有2条通道连通，每个车站都有2台路由器，再组成2套由几个环构成的网络，中间没有任何的物理接口，可以说它们是2个完全独立的网络。车站设备与调度所设备通过广域网进行数据交换时，根据2个广域网的通信质量选择路径，保持广域网中的传输负载平衡。车站通信网络系统一般由外界光缆、转换器、路由器（Router）、集线器（HUB） 或交换机、各分机网卡、网络连接设备等组成。信息通过外界光缆的双通道，经过4个转换器转换后，经2路路由器分别到达2路集线器，形成双套共享式以太网连接的网络结构，2套网络之间为无缝切换方式。各分机与HUB间的网络介质，采用高可靠的AMP双绞线机AMP连接器，提高了网段的可靠性和抗干扰能力。由于系统采用双网结构，所以任一节点的1个网卡故障时，都不会影响系统的正常工作。采用2台独立共享式以太网集线器，分别连接各分机各节点的每个网络端口，使得1台集线器或路由器等故障时，不影响网络传输。另外，集线器的每个端口都有网络隔离功能，不管接到各节点的网络电缆发生诸如短路、断线、混线、接地、网络干扰等故障时，均不会影响其他端口的网络传输，确保了系统之间、系统信息与调度中心之间数据的可靠、安全传输。4、CTC的软件组成分散自律调度集中系统的软件主要包括：通信服务子系统、自律控制子系统、控制计划编制子系统、列车进路控制子系统、调车进路控制子系统、综合维修子系统、车务终端子系统以及网络安全防护子系统和车地信息传输系统等。3.1.3 CTC技术设备工作基本原理1、自律模块的分布自律控制系统是整个CTC系统的核心模块，运行在CTC服务器上，它根据各列车的实际运行情况，将调度员下达的控制计划转化为对车站联锁设备的控制命令，从而实现运输指挥的高效和自动。自律控制系统分布在2个位置：控制中心和车站。控制中心是中央自律控制子系统，车站是车站自律控制子系统。中央自律和车站自律互为备用。正常情况下，系统工作在车站自律状态下，只有在车站自律失效或调试时，中央自律控制才起作用。中央和车站的自律控制同时接受从调度台和调车控制模块发来的阶段计划和调车计划，但只有车站自律控制子系统发出进路办理命令。2、自律控制流程为保证整个程序的实时响应时间，自律程序采用循环方式，每1-2s执行1次，每次循环流程如下。(1)首先检查是否有新下达的控制计划，如接收到新计划，则根据计划进路的联锁表，重新计算每个站对应于此计划的进路占用时间和空间表。(2)跟踪所有列车车次，记录列车实时位置。(3)遍历等待执行的进路序列，察看每条进路所对应的列车位置。根据站细，如发车进路条件满足，则发送进路命令，办理进路，并将此进路插入历史进路序列。(4)遍历历史进路序列，如果进路未办出，报警。检查列车的实际运行情况，如果与进路相关的接车、发车或列车通过执行完毕，刷新历史进路列表。(5)对于手工办理的列车进路，自律程序在进行相关检查后会将命令直接发送到站机执行。(6)对于手工办理的调车进路，自律程序会查此进路中所有元素的占用表及车站站细，看此进路是否满足自律条件，如满足，发送命令给站机办理，如不满足，不予办理。(7)对于调车计划，如果收到机车回执，将此调车计划进路插入活动调车表。(8)遍历活动调车表，自律程序会查此调车进路中所有元素的占用表及车站站细，看此进路是否满足自律条件。如满足自律条件，时间到便开始办理。整个自律控制的过程如图3-3-3。3、调车自律控制的基本过程调车自律控制允许中心通过助理调度员终端办理无人车站的调车作业；对于有人车站，也允许车站通过车站调车控制终端办理本站调车作业。办理调车作业通常有2种方式：人工手动办理；输入调车作业计划由自律机自动办理。人工办理调车进路要求在按压始终端按钮后，必须输入钩作业时分，在经车站自律计算机允许后方能办理。自动办理需助理调度员通过助理调度员终端输入调车作业计划，在传送到自律计算机后，方能由自律计算机自动办理。图3-3-3 CTC自律控制的过程 (1)通过助理调度员终端自动办理调车的流程首先助理调度员在中心调车控制终端（助理调度员终端）输入调车作业单，确认车次、调车机号及进路正确无误后，发送到中心CTC服务器。CTC服务器收到后，向中心调车控制终端返回调车作业单进行校核。在准备向机车发送调车作业单信息时，由助理调度员启动发送，被发送机车的作业单信息将由CTC服务器转发到车站自律计算机，由车站自律计算机发送到机车。这时，车站调车控制终端通过CTC服务器取得调车作业单信息和中心保持透明。车站自律计算机在机车确认信息后，通过判断车次和调车机确认返回信息是否有效，如果有效则激活调车作业单并进行监控同时转发回CTC服务器。此后，车站自律计算机不断跟踪机车调车进路请求信息，按照自律算法控制调车进路的执行时机，最终实现调车进路的自动办理。(2)通过车站调车控制终端（车务终端）自动办理调车的流程首先车站值班员在车站调车控制终端输入调车作业单，确认车次、调车机号及进路正确无误后，发送到车站自律专用计算机。车站自律专用计算机收到后，向车站调车控制终端返回调车作业单进行校核并转发到CTC服务器。在准备向机车发送调车作业单信息时，由车站值班员启动发送，被发送机车的作业单信息将由车站自律计算机发送到机车。这时，中心调车控制终端通过CTC服务器取得调车作业单信息和车站保持透明。车站自律计算机在机车确认信息后，通过判断车次和调车机确认返回信息是否有效，如果有效则激活调车作业单并进行监控，同时转发回CTC服务器。此后，车站自律计算机不断跟踪机车调车进路请求信息，按照自律算法控制调车进路的执行时机，最终实现调车进路的自动办理。4、自律控制信息的交换（1）通信过程车站自律系统与控制中心系统通过远程网相连，使用TCP/IP协议通信。调度中心作为通信的服务端，站机作为通信的客户端，通信具体过程如下。客户端（车站自律系统）：联接服务端。发送逻辑帧。接收应答帧。在规定的时间收到正确的应答帧转，否则转。收到服务端信息，发送应答帧，否则向服务端发送站机信息；若在规定的时间没有要发送的信息，则发送联络帧，转。关闭连接，转。服务端（控制中心）：侦听并接受客户端联结。接收逻辑帧，在规定的时间收到正确的逻辑帧转，否则转。发送应答帧。收到客户端信息，发送应答帧，否则向客户端发送命令。若在规定的时间没有收到客户端信息，转，否则转。关闭连接，转。通信帧的格式为：帧头（1B）+ 帧类型（1B）+帧长度（2B）+ 帧发送序号（1B）+ 帧应答序号（1B）+ 数据。其中，帧头（1B）为0xff；帧类型（1B）中：0x01为逻辑帧；0x02，为应答帧；0x03为数据帧；0x04为联络帧；0x05为命令帧。帧序号为从1到200，每次递增1，到，200后循环到1。0为无效序号，任何帧都可兼作应答帧，只要相应的帧应答序号有效即可。 （2）信息传输内容车站自律系统向中心系统传送的信息包括：站场表示信息、车次追踪及校核信息、上报的列车编组信息、车站站存车上报信息、调车进路请求信息、调度命令请求信息、控制报警信息、设备维护状态信息和应答或回执信息等。中心系统向车站自律系统传输的信息包括：列车控制计划、调车作业计划、联锁控制命令、行车凭证和进路预报信息、控制报警信息、调度命令、列车编组顺序表和设备控制命令等。（3）车站自律系统间信息的交换分散自律调度集中车站自律系统间的信息交换十分复杂，通常有点点互通和中心中转, 种方式。点点互通的方式是指车站自律系统间直接通过网络链路进行交换。由于分散自律调度集中系统要求每个车站必须要保持和相邻至少每个车站信息的透明，因此，系统通信链路呈网状分布，结构十分复杂，通信管理和协调也十分困难。车站自律系统间交换的内容如下： 发送的主要信息：本站车次追踪、本站站场表示、本站发往邻站的进路控制命令、车次变更命令、列车到发修正、联络或回执信息等。 接受的主要信息：发往本站的车次追踪；发往本站的站场表示；发往本站的进路控制命令；发往本站的车次变更命令；联络或回执信息等。中心中转的方式是通过中心系统的通信服务器向各车站转发相应的信息。由于铁路调度指挥的方式是集中指挥，因此，即使是分散的系统也不可避免有一个信息中心，即控制中心必须掌握所有车站自律系统的相关信息，供调度员和维护人员进行宏观决策。因此，如果通过控制中心的通信服务器向各个车站中转信息，将可以大大简化通信的复杂程度，通信的可靠性也将大大改善。比较点点互通和中心中转，2种通信方式，各有千秋。但中心中转更符合调度系统本身的特点并且更便于调试和系统的稳定。因此，中心中转方式应该更为合理。5、控制计划编制基本原理控制计划编制是基于TDCS的列车运行调整系统的分散自律调度集中(CTC)实现自动控制的前提。列车运行调整是行车指挥自动化的重要内容，但在分散自律调度集中系统中，计划的编制和调整考虑因素更多、更加细致。控制计划的编制是否合理准确，将直接影响列车进路的自动控制、列车运行的效率和安全。3.2CTC系统功能3.2.1 TDCS与CTC的关系铁路是一个联系全国各地的网络系统，列车南通北达全凭调度指挥。多年来指挥行车的手段就靠一支笔、一把尺、一张纸和一部电话。随着运量和行车速度不断提高，这种落后的指挥手段已经远远满足不了运输发展的需要。为了充分发挥已建铁路的能力，非常需要利用现代信息技术和控制技术提高铁路运输调度指挥水平、提高运输效率。 为提高铁路调度指挥自动化水平，从上世纪90年代开始，我国铁路先后开发了DMIS系统、TDCS系统和CTC调度集中系统，其中CTC系统由传统类型发展到分散自律的新一代CTC。1、DMIS系统DMIS系统的全称是铁道部调度指挥管理信息系统，是一个覆盖全国铁路的大型网络系统，是我国铁路运输调度指挥系统现代化建设的标志，也是中国铁路信号系统从传统的独立的联锁设备向新型的数字化、网络化、信息化方向发展的起步工程，它是由铁道部、各铁路局，以及基层车站、枢纽和编组站、区段、分界口、港口和口岸、大企业站和煤炭装卸点构成的三级网络。这一项目采用现代计算机技术、网络技术、通信技术、多媒体技术及数据库技术，并将上述技术与铁路信号技术的特点相互融合，把传统的以车站为单位的分散信号系统逐步改造成为一个全国统一的网络信号系统，构成一个覆盖全国铁路的大型计算机网络，实现全国铁路系统内有关列车运行、数据统计、运行调整及数据资料的数据共享、自动处理与查询，从而最终实现对全国铁路运输的集中监视的指挥，使中国铁路的调度指挥管理达到世界先进水平。DMIS 系统的实施大大提高铁路运输生产效率、改善调度指挥人员工作条件，也极大地提高了信号系统的技术、管理和维护水平，并为TDCS、CTC的进一步建设构成了坚实的基础。2、TDCS系统TDCS系统是在DMIS平台上发展而来的全路联网的调度指挥系统，一般意义上理解为DMIS系统的组成部分。它由部中心TDCS系统，铁路局TDCS系统，车站系统三层机构有机组成。它采用数字化、网络化、信息化技术，是对传统调度指挥模式的革命性突破，它极大地减轻了调度员的劳动强度，提高了运输生产的效率。在TDCS系统基础上建设调度集中，是铁路跨越式发展的必经之路，所以TDCS系统为铁路调度实现现代化打下坚实基础。 TDCS系统的重点在直接指挥车站的路局TDCS系统一层，路局TDCS实现对全路局的行车进行实时、集中、透明指挥，用自动化的手段调整运输方案，通过计算机网络下达行车计划和调度命令，实现自动报点和车次号自动跟踪，改变过去车站值班员用电话向调度员人工报点、调度员用电话向车站下达计划和命令，车站手抄再复诵的落后方式。列车实际运行图自动绘制，自动过表，车站行车日志自动生成。这些都大大减轻了行车调度员和车站值班员工作强度。TDCS工程建成后，优化了运输调度指挥管理手段、提高了调度管理水平和运输效率。TDCS系统具有的功能包括：车站信号设备状态监视和列车运行监视，车站运行及进路排放的历史回放，列车车次号及早晚点实时显示，对车站下达调度命令、阶段计划和其他信息，基本图显示、查找及打印，运行计划的引入及下达，列车运行计划自动调整并通过网络自动下达，列车实迹运行图自动生成及绘制，列车车次自动跟踪及无线车次自动校核，区段间及车站间透明，相邻调度台间行车计划的自动交换，中间站站存车统计，行车日志自动生成和打印，各种运输数据分析及统计，重点列车实时追踪及查询，列车运行正点率的自动统计和实时显示，列车运行密度自动统计和实时显示，分界口运输状况宏观显示等。3、传统CTC及其存在问题调度集中系统(CTC)是综合了通信、信号、运输组织、现代控制、计算机、网络等多学科技术，实现调度中心(调度员)对某一区段内的信号设备进行集中控制，对列车运行直接指挥和管理的技术装备。它的功能主要体现在：遥控作用调度员在调度所里可以集中控制管辖范围内（长达几百公里）每一个中间站的道岔、进路和信号机，直接办理各站的进路、开放进出站信号，指挥各次列车运行。通信作用区段内的区间和车站的股道占用、进路开通、信号机开放、列车的运行和分布等情况，可以通过信息传输及时地反映到调度所内的区间和车站线路表示盘上，可供调度员监督。CTC概念本身与DMIS和TDCS并无关系，传统意义上的CTC技术上存在较大不足，在我国铁路运用中大多运用效果不好，其存在的主要问题包括： 1）智能化程度不高。调度员不能摆脱老三件，未能将调度员从繁琐工作中解脱出来，反而将车站值班员的既有工作内容加给了调度员，加大了调度员的工作强度。另一方面，又摆脱不开对车站值班员的依赖，许多工作仍然依靠车站值班员完成，不能实现运输组织的根本变革。 2）交放权频度过多。由于传统调度集中只负责列车的集中指挥和控制，对调车作业未采取任何技术措施，只要车站一进行调车作业，就要出现中心控制与车站控制权力的交接问题，并且交放权手续繁杂，过程麻烦，不适应我国铁路路情，严重影响系统使用的积极性。 3）车次号技术存在一定的问题。车次号是调度集中的基础信息；但传统的调度集中在列车车次号自动输入、自动校核、自动跟踪的技术问题没有得到完全解决，造成车次号丢失或车次号错误，影响调度集中系统的正常使用。4）可靠性水平低。传统调度集中基于当时的技术水平，技术落后，质量不高，故障频频发生，再加上信号设备基础质量不高，使系统的可用度不高。系统经常的停用带来针对运用管理上的调度命令频发，增加了各级的工作量。调度集中设备上道，使各级运输生产指挥部门没有感到益处，反而带来麻烦。5）无线通信手段不能满足要求。调度集中是基于调度所对列车进行集中指挥和调度管理的系统，它不同于传统的调度员一车站值班员一司机（车长）的运输组织模式，它是调度员对列车（司机）的直接指挥与管理；因此必须保证调度指挥中心对列车（司机）的直接指挥；必须具备调度员与司机直接良好的通信能力。可以往的无线列调在这一方面往往存在不足。 4、新一代分散自律式CTC及其特点新一代调度集中系统，是在铁路跨越式发展的新形势下，在计算机技术、通信技术、信号技术高度发达以及TDCS系统成功实施的基础上， 提出来的一种新型的行车指挥和信号控制设备，同时也将带来一种新的高效的运输组织管理模式。 新一代调度集中系统对运输组织管理模式将进行结构重组、职能重划、分工重调、岗位重定，在没有客货作业的中间站可实现行车指挥无人化。中间站行车指挥有关岗位取消后，按照专业相近、作业关联、管理直接、设置合理的原则，对原有岗位、职能和作业方式重新进行调整和划分。 新一代调度集中系统吸取传统CTC的经验和教训,充分考虑中国铁路客货混跑、调车作业多的实际情况, 采用“分散自律（Distributed Autonomic System）”的理论，将调车控制纳入到CTC功能中来，系统无需切换控制模式即可实现行车作业和调车作业的协调办理，并且能够进行无人值守车站的调车作业，从而将调度集中的优势彻底地发挥出来。新一代的调度集中具备以下诸多特点： 1）新一代的调度集中是智能化系统。智能化就是通过计算机软硬件技术（含TDCS技术），通过对实际运输生产中的调度指挥工作流程进行优化处理，并转化为计算机控制程序，使运输组织指挥达到智能化、自动化，最大程度地解放了调度员繁琐的工作；新一代调度集中在目前TDCS的基础上，实现列车运行计划自动调整，实际运行图自动描绘；调度命令多媒体下达（可根据列车运行计划执行情况自动向有关列车发送信息），事件自动记录，为统计分析提供原始数据，将使行车调度员彻底摆脱老三件，调度员的主要精力、主要工作专用于行车计划管理、调整，集中精力确保列车按图运行，安全正点高效运行，提高运输效益。2）新一代调度集中是分散自律系统。分散自律就是基于TDCS系统的现代计算机技术、网络技术、信息处理技术和智能化软件；实现以运行计划图、列车运行调整计划（阶段计划）为主轴、为框架，将阶段调整计划下传到各个车站的分散自律机中自主执行；新一代调度集中系统将没有中心控制权与车站控制权之分，只有指令不同来源之分，通过列车运行阶段调整计划进行来自多处指令的自律，科学合理地解决中心控制与车站控制（含调车作业）的矛盾；新一代调度集中异常情况处理只存在非常站控模式，正常情况下不存在控制权转换问题；车站参与的控制只能影响过路选择，而不能影响列车运行调整计划的执行。 3）新一代调度集中不仅面向列车作业，同时解决沿线调车作业问题。新一代调度集中要面向我国路情，不仅要完成对列车作业的集中控制，还要解决沿线车站调车作业的集中控制。因此，新一代调度集中和传统调度集中不同，它不但要采集列车进路信息，还要采集调车进路信息。通过采用分散自律技术，在阶段计划的控制下，解决以往因调车作业带来的频繁交放权问题，实现中间站调车作业的集中控制。4）新一代调度集中不但适应有人车站，也可以适应无人车站。新一代调度集中依靠先进的计算机技术、网络技术和智能化技术，通过对现行运输过程的优化，实现调度指挥中心对列车运行的直接集中管理与调度指挥，实现以列车运行为主、沿线调车作业为辅的行车指挥自动化，强化干线运输能力的调控手段。在配套子系统到位的情况下，例如在无线通信系统、车次号核核子系统、无线调度命令传送系统、列车编组顺序电子信息的基础上，增加取代车机联控的自动预告系统；则完全可以在没有客货运业务的中间车站实现行车、调车作业控制无人化。新一代调度集中真正成为既是行车指挥现代化技术装备，也是现代铁路运输组织模式。这样将大大促进我国铁路运力资源的调整和改革工作；将从技术措施上保证关停部分车站、实现减员增效。 5）充分体现 TDCS平自的基础作用。近几年TDCS调度指挥信息管理系统的建设均已取得明显进展，实现了列车运行阶段计划自动调整、实际运行图自动描绘、调度命令自动下达、行车日志电子信息化，许多区段已经通过TDCS系统实现甩图，行车调度工作在信息层次基本实现了现代化。除此之外，随着TDCS的建设铁路沿线初步具备了信息网络，这为新一代调度集中研究和装备奠定了重要基础。经研究得出如下结论：在TDCS基础上建设新一代调度集中，原有TDCS技术装备不但不废弃，还需进一步按照行车指挥控制的要求进一步加强，功能要进行进一步补充，在已有TDCS的基础上将大大加快新一代调度集中的建设步伐。6）新一代调度集中将充分体现高可靠性的技术特点。高可靠就是采用冗余系统配置和高质量的软硬件产品，使系统的可用度达到先进水平，并通过故障弱化措施，突破以往的技术误区，将大大提高系统的可用度。新一代调度集中系统采用高性能、高质量、高可靠的计算机设备，服务器、工作站、数据库以及网络设备，从中心到车站全部是双套冗余配置。广域网采用了迂回、环状、冗余设计，对于新建客运专线、高速铁路又特别提出了可使用独立的光纤以便对不同光缆敷设路径的更高要求。对电源和通道同步提出了高性能配置和雷电防护要求；应满足铁道部颁布的电磁兼容和防雷标准。在调度中心设置网管工作站，通过网络拓扑技术以及故障诊断技术，可以将网络上每一节点的状态进行实时监控。与此同时，专门设置了电务维护工作站，用于监视系统的运行状况，对中心控制工作站、车站自律分机的所有操作命令、设备运用状态、故障报警信息进行分类、记录和输出。采用远程维护服务器，用于远程紧急技术支持，在维护人员授权的情况下，可以进行异地远程修复及其他技术支持。新一代调度集中明确要求具有自我诊断、运行日志保存、查询和打印等功能，并实现维护专家系统功能，真正实现系统维护工作现代化。 7）新一代调度集中充分体现了标准统一的原则。尽管多加公司同时开发，但基本实现了系统基本功能统一、网络结构统一、用户协议统一、系统软硬件平台统一、无线通信接口统一等等，特别要求面向车务操作的人机界面基本统一。5、CTC与DMIS、TDCS的关系及其效果新一代CTC本着“以TDCS为平台，以CTC为核心”的原则来进行开发。CTC系统包含了TDCS的所有功能，如列车运行监视，车次号自动跟踪，到发点自动采集，实际运行图自动生成、阶段计划的自动调整，调度命令的网络下达，车站行车日志自动生成等，在此基础上进一步实现了车站信号设备的集中控制，列车进路的按图排路和调车控制。在软件、硬件设备及网络传输通道上，该系统将最大限度地利用既有TDCS系统的资源。因此，CTC所具备的功能很多是已经在DMIS、TDCS系统上实现的功能。我们所描述的内容，也是综合了以上三个系统的功能。通过DMIS、TDCS、CTC系统的建设，可以产生以下积极效果。1）调度办公- 无纸化 延续多年的一张图,一只笔,一把尺,一块像皮的工作模式将被现代化的计算机系统所替代,调度员通过简单的点击鼠标即可实现运行线的自动铺画,调整,下达阶段计划和调度命令等操作。列车运行的到发点由系统自动采集，实际运行线自动生成。每班的运行图可打印输出。以计算机替代重复、简单的作业环节，减少作业员的工作环节、劳动强度。2） 流程管理 - 程序化 通过详细描述列调、车站值班员工作中的设备、规则、方式、流程等条件，由程序智能控制作业流程，规范作业过程管理。3） 安全检测 - 智能化 强大的防火墙系统和入侵检测系统保证了CTC系统作为行车设备的高度安全性，防止黑客的非法入侵和病毒的侵入。4） 信息交换 - 网络化 调度员和车站值班员、司机的信息交换全部采用网络传输，替代了原有的电话交流的模式，包括计划的下达，到发点的上报，调度命令的下达等信息，采用电话下达的方式一方面工作强度大，另一方面容易造成误报，错报的情况，网络下达高速，准确。以信息和网络技术替代既有的信息采集、交换方式，提高信息交换的效率和质量，提高工作效率。5） 计划调整 - 自动化 针对小时阶段计划的自动调整，由计算机的自动调整替代调度员人工调整，特别是单线调度区段，极大地减轻了调度员的工作强度，调度员只要把握住几个重点会让策略，进行人工干预，其他工作交给计算机来做就可以了。通过系统自动调整列车会让计划、智能判别列车运行必须满足的逻辑关系，以一定的方式与车站的信、联设备联结，实现对车站设备的直接自动控制，满足调度集中或半集中的需要。6） 调度指挥 - 无声化 调度员通过计算机网络来下达和获取相关的信息，实现信息的共享，不在依靠电话的联系，您将会看到一个非常安静的调度所，改善了调度人员的工作环境。 7） 调度控制 - 集中化 CTC系统可以做到几百公里之外的车站全部由调度所来集中控制，调度员在调度台上便可直接控制车站的联锁设备，进行远程作业，可作到车站的无人值守，配以计算机辅助调度，可以实现按图排路，使整个运输调度工作跨上一个新台阶。3.2.2 CTC基本功能1、控制模式调度集中有分散自律控制模式和非常站控模式两种。分散自律控制的基本模式是用列车运行调整计划自动控制列车运行进路，同时在分散自律条件下调度中心具备人工办理列车、调车进路，车站具备人工办理调车进路的功能；非常站控模式是指当调度集中设备故障、发生危及行车安全的情况或设备天窗维修、施工需要时，脱离系统控制转为车站传统人工控制的模式。在分散自律控制模式下，原车站联锁控制台不起作用；在非常站控模式下，系统车务终端不起作用。济南铁路局CTC控制模式下又设三种控制方式，即分散自律中心控制方式、分散自律车站方式及分散自律车站调车控制方式。1）分散自律中心控制方式：调度所对列车及调车进路均有控制权，车站对列车、调车进路均无控制权。2）分散自律车站调车控制方式：调度所对列车进中有控制权，对调车进路无控制权，而车站对调车进路有控制权，对列车无控制权。3）分散自律车站控制方式：车站对列车及调车进行均有控制权，调度所对列车、调车进路均无控制权。控制模式的转换由车站值班员（或应急值班员）在车站根据调度中心的调度命令进行控制操作，系统自动对控制模式转换操作做出明确记录。非常站控按钮（或开关）采用带计数器的非自复式铅封按钮或开关。正常状态为分散自律控制模式，破封按下（或转换）为非常站控模式。系统在模式转换时不应影响已办理的列车进路和调车进路并防止形成预排进路。分散自律控制模式转向非常站控模式不检查任何条件，但向调度员进行提示报警；非常站控模式转回分散自律控制模式系统则检查以下条件：1） 分散自律系统设备正常；2） 非常站控模式下没有正在执行的按钮操作。 在上述条件满足时,系统应给出“允许转回分散自律控制模式”的表示，方允许转回分散自律控制模式。否则操作无效。调度集中的控制模式状态有明确的表示。在非常站控按钮（或开关）处以及车务终端上设置有状态表示灯：红灯为非常站控模式、绿灯为分散自律控制模式、黄灯为允许转回分散自律控制模式。2、系统功能1）在 TDCS 基础上，调度集中具备列车运行计划人工、自动调整、实际运行图自动描绘，行车日志自动生成、储存、打印，调度命令传送，车次号校核等功能。 2）在 TDCS 基础上，调度中心具备向车站、机务段调度、乘务室等部门发布调度命令以及经调度命令无线传送系统向司机下达调度命令（含许可证、调车作业通知单等）的功能。 3）系统依据列车运行调整计划，技规、行规、站细等规定，以及相关联锁技术条件对列车、调车作业进行分散自律安全控制（含分散自律控制模式下的中心、车站人工直接操作）。对违反分散自律安全条件的人工操作，系统自动进行安全提示。 4）系统对于影响正常运用的故障，如信号故障关闭（或灭灯及灯丝断丝）时具有报警、提示、记录等功能。 5）与调度命令无线传送系统配合具有接车进路信息自动预告功能。 6）进行调车作业时不需要控制权转换。 7）不影响既有的平面调车区集中联锁功能。 8）具有部分非正常条件下接发列车功能以及降级处理措施。 9）具有本站及相邻各两个车站的列车运行调整计划显示功能。 10）具有本站及相邻各两个车站的站间透明功能。 11）具有人工办理排进路功能。 12）具有自我诊断、运行日志保存、查询和打印等功能。 13）对所有的人工操作具有完整的记录、查询、回放和打印功能。 14）实时监控电源状态，停电时应自动保存列车、调车作业等重要信息。 15）在保证网络安全的条件下可与其他相关系统联网，实现数据资源共享。3、列车作业相关功能调度集中控制范围内的列车作业，以列车运行调整计划自动控制为基本方式，以调度中心人工控制为辅助方式。 （1） 列车计划管理 1）运行计划编制及下达功能：接收运行计划或者单独制定运行计划，可按要求时间将运行计划以运行图或车次时刻表的方式提供给调度员，同时以调度命令的方式下达到有关站段。 2）运行计划调整功能：以运行计划为依据，自动或人工调整列车运行计划以及中间站甩挂调车作业计划的功能，经批准后实施下达到车站自律机执行。调整列车运行计划遵循单一指挥、按图行车、确保重点等原则，正确合理地使用车站正线、到发线，组织和完成列车在车站的到开、会让、越行、通过等性车作业。 调整应根据运行图，通过压缩停站时间、调整列车区间运行时分、变更越行站和会让站等方法完成。 3）特殊要求列车标记功能：对于有特殊要求的列车由调度员依照相关管理规定特别设置（超限列车、专列等特殊列车应有明显的标记），并产生相应的列车运行调整计划。 4）查询及人工干预功能：调度员可随时查询、调整列车运行调整计划的内容（含计划使用股道信息）；车站值班员可随时查询计划和进路内容。 5）校验功能：系统在列车调整计划下达前通过合法性、时效性、完整性和无冲突性的检查。 6）运行图界面区域划分功能：调度集中列车运行图的操作界面根据当前时刻线划分为四个区域：实际运行区、临近计划区、调整计划区、运行计划区。实际运行区是当前时刻之间已经完成的列车运行记录区域，不可进行修改；临近计划区是当前时刻之后特定的时间段内已经下达车站将要执行的列车运行调整计划区域，计划调整受到一定限制；调整计划区是临近计划区以外的列车运行调整计划区域，可以进行人工或自动调整；运行计划区是调整计划区以远的列车运行计划区域，可以进行人工或自动调整。四种区域以明显的标记区分显示，并且随着列车运行调整计划的执行以及调度员的人工操作而动态变化。 （2） 列车进路办理1）车站自律机依据调度中心下达的列车运行调整计划动生成列车进路指令，通过合法性、时效性、完整性和无冲突性的检查后转变为命令，适时下传给本站联锁设备执行。 2）自动排列列车进路时检查的条件主要包括：车次号（列车性质和等级）、超限级别、列车长度、机车类型、股道用途、股道有效长、道岔弯股进路的最大允许速度等。3）车站自律机因故无法排列基本进路时，系统自动报警。调度中心可以对某一次列车进路进行人工干预（但须受分散自律安全条件控制）。 4）进站信号机外制动距离内，进站方向为超过 6% 下坡道的车站，自律机自动办理相关延续进路的排列与锁闭。 5）对于多方向车站，系统按照列车运行调整计划或调度员指定的列车优先权选择相应方向的列车进路。 6）排列进路的时机，原则上依据列车运行调整计划并提前若干时分。实际执行中必须考虑列车类型、区间闭塞类型、邻站发车时刻、区间运行时分和完整到达停稳以及前行列车发车进入区间的条件等因素，同时考虑信息处理、进路办理的时间以及列车的速度等因素，科学合理进行确定。 7）调度中心具备列车进路的人工控制功能，且优先级高于列车运行调整计划自动控制的列车进路。调度中心人工办理列车进路无车次号时，调度员必须输入列车车次号方可执行。 （3） 接车进路预告信息 1）调度集中自动通过调度命令无线传送系统，以文字方式向司机提供接车进路预告信息。 2）自动闭塞区段自动预告时机确定为接车站接车进路或通过进路已经排列，系统在出发站的以下位置发送列车接车进路预告信息： 出站信号机 一离去信号机 二离去信号机 在上述任一位置系统收到自动确认信息后，在后续位置不再发送接车进路预告信息。列车越过二离去信号机后，系统未收到自动确认信息时，改由接车站发送接车进路预告信息，采取在每个闭塞分区自动向列车发送。系统收到自动确认信息或该次列车越过接车进站信号机后，不再发送列车接车进路预告信息。 3）自动站间闭塞区段自动预告时机确定为接车站接车进路或通过进路已经排列，系统在出发站选择列车在以下位置发送列车接车进路预告信息： 出站信号机 反向进站信号机 反向进站预告信号机 在上述任一位置系统收到自动确认信息后，在后续位置不再发送接车进路预告信息。列车越过反向进站预告信号机后，系统未收到自动确认信息时，改由接车站发送接车进路预告信息，采取每隔一定时间自动向列车发送。系统收到自动确认信息或该次车越过进站信号机后，不再发送列车接车进路预告信息。 4）当调度集中系统发送接车进路预告信息未成功时立即向电务维修中心报警。 （4） 列车车次号 1）列车车次号是调度集中列车调整计划的合法性、时效性、完整性和无冲突性检查，以及调度指挥、列车追踪、自动排列进路的重要基础信息，应保证及时、准确无误。在TDCS的基础上，系统具备列车车次号自动、人工输入，自动校核以及人工校正等功能。 2）列车自动追踪、列车运行调整计划、无线车次号校核三方面的列车车次号应完全一致。如不一致时，系统将立即报警，由调度员或车站值班员进行人工校正。 （5） 列车停稳信息 列车停稳信息是停站列车出发信号开放时机的重要条件，可通过调度集中车次号校核系统实现。在不具备列车停稳信息条件时，可采用列车整列进入股道并延时后自动开放出站信号。 4、非正常作业条件下作业办理 （1） 接车作业 1）进路锁闭状态下，进站信号机因故不能开放时，系统将及时报警（语音和文字提示），由调度员人工办理接车作业。 2）由于轨道区段故障导致进路无法建立，由调度员在判明轨道电路故障条件下，人工开放引导信号。 3）道岔无表示时，必须现场人工确认并采取相关安全措施，由调度员办理引导总锁闭，开放引导信号；经现场人工确认列车整列到达后，取消引导总锁闭或转为非常站控模式后由车站办理引导接车。 4）如果进站信号机内方第一区段故障，由调度员办理引导接车，引导信号应保持开放，列车头部越过故障区段后自动关闭引导信号。 进路正常情况下，系统在列车整列进入股道后，在分散自律控制模式下人工实施引导进路解锁；区段故障情况下，经调度员和司机确认列车整列到达后，调度员人工实施引导进路解锁。（2）发车作业 发车进路因故无法排列时，系统将自动报警，由调度员人工办理非正常发车作业。 （3）非正常解锁 1）由于轨道电路故障导致进路中的轨道区段不能正常解锁，接车进路由调度员和司机确认列车整列到达或通过后，调度员人工解锁遗留接车进路；发车进路由调度员和司机确认列车整列出站后，调度员人工解锁遗留发车进路；调车进路原则上由办理调车进路方的人员，负责人工解锁该调车进路的遗留进路。调度中心、车站均应具备在分散自律控制模式下的调车进路人工解锁手段。 2）轨道电路停电恢复时，在人工确认机车停稳后，由调度员（或车站值班员）按压轨道电路停电恢复按钮分咽喉一次性解锁。 3）系统在分散自律控制模式下，车站操作不能解锁调度中心办理的列车进路或关闭列车信号，调度中心的操作不能解锁车站办理的调车进路或关闭调车信号。 （4）非正常办理 1）当区间为自动站间闭塞且区间故障不能正常复原时，需调度员人工确认区间空闲后，中心人工办理事故复原操作。 2）当自动站间闭塞区间检查设备为计轴设备，出现轴数不符且计轴设备处于区间占用状态，或者计轴设备检修及停电复原时，需调度员人工确认区间空闲后，中心人工办理计轴复零操作。 3）在自动站间闭塞区段的区间空闲检查设备故障停用时，调度员通过列车运行调整计划以及实际运行图，并与列车司机无线通信联系，人工确认列车整列到达、区间空闲后，人工办理闭塞行车。 （5）系统故障降级处理措施 1）当车站自律机与中心子系统网络通信中断后（以下简称通信中断），系统将立即自动报警。 2）对于双线自动闭塞区段无人车站，在通信中断时且未转为非常站控模式前，调度员不